Nanoparticule care se leagă ca într-un puzzle flexibil deschid drumul către materiale la comandă
Cercetătorii MIT au arătat că legăturile flexibile, nu cele rigide, pot construi cristale de nanoparticule nemaivăzute. Este un pas de laborator spre materiale proiectate pentru fotonică, cataliză sau medicină.
Echipa lui Rob Macfarlane, profesor la Departamentul de Știința Materialelor și Inginerie al MIT, a găsit o cale mai flexibilă de a asambla nanoparticule în structuri ordonate. Lucrarea, „Breaking Symmetry in Nanoparticle Superlattices via Spontaneous Valency”, a fost publicată în Nature Materials. Experimentele au fost conduse de doctorandul Nicholas Sbalbi.
Ce au schimbat
De obicei, nanoparticulele sunt unite cu molecule conectoare rigide, care țin unghiuri fixe. Echipa a folosit în schimb conectori foarte flexibili, a căror formă se adaptează mediului. Ei au vârfuri încărcate electric, unele pozitive, altele negative, astfel încât sarcinile opuse se atrag și conectorii se îndoaie ca să lege particulele. Numărul de legături per particulă a fost controlat prin dimensiunea nanoparticulei și lungimea lanțului conector, iar flexibilitatea polimerului determină numărul de legături.
Cu această metodă, cercetătorii au asamblat structuri cristaline pe care echipa spune că nu le mai văzuse nimeni. Macfarlane spune că abordarea contrazice o convingere veche, potrivit căreia conectorii trebuie să fie rigizi.
Ce urmează și limitele
Printre aplicațiile menționate sunt fotonica, cataliza chimică, medicina și agricultura, mai ales în structuri mai puțin dense. Dar este cercetare de laborator: articolul MIT nu descrie niciun produs, prototip sau utilizare comercială și nu oferă rezultate cantitative, precum randamente sau performanțe. Nici scalarea metodei nu este raportată, deși metodele anterioare erau greu de scalat.
Lucrarea a fost finanțată de National Science Foundation, Departamentul american al Energiei, armata și marina SUA, iar o parte a muncii s-a făcut la MIT.nano.
Sursă: MIT News / Nature Materials